JPH11168895A - 同期電動機の制御装置および界磁極位置補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適切な同期電動機の制御を実現し得る同期電
動機の制御装置および界磁極位置補正方法を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 ＣＰＵ１０１の制御による界磁極位置の
補正処理を行った後、継電器１０４を開放した状態で同
期電動機１０５の誘起電圧を十分検出可能となるような
所定速度で同期電動機を駆動し、同期電動機１０５の端
子に現れる誘起電圧を検出し、この誘起電圧と電流位相
補正後の電流指令とを減算して、誘起電圧と第１の電流
指令との位相差である磁極検出誤差（δ2）を求め、該
磁極検出誤差（δ2）と仮補正量（γ）より最終的な電
流位相補正量（γ＋δ2）を決定し、該電流位相補正量
（γ＋δ2）と仮の界磁極位置（θ）より印加する電流
の位相（ρ2）を決定し、該電流の位相（ρ2）を持つ第
２の電流指令により同期電動機を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソフトウェアによ
って界磁極位置の補正を行いつつ同期電動機を制御する
同期電動機の制御装置および界磁極位置補正方法に係
り、特に、適切な同期電動機の制御を実現し得る同期電
動機の制御装置および界磁極位置補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】制御対象の同期電動機において、今、実
際の界磁極位置をφ、検出した界磁極位置をθ、界磁極
位置φとθの差をδ1、印加する電流の位相をρ、電流
位相の補正量をγ、実際の界磁極位置φと印加する電流
の位相差をδとすると、以下の（１）式から（３）式が
成立する。 φ＝θ＋δ1 …（１） ρ＝θ＋γ …（２） δ＝φ―ρ＝δ1 ―γ …（３） また、界磁極の大きさをΦ、印加する電流の大きさをＩ
とすると、発生電磁力Ｔは、 Ｔ＝Ｋ×Φ×Ｉ×COS（δ） …（４） となる。ただし、Ｋは正の定数である。また、発生電磁
力Ｔは、回転形の同期電動機の場合には発生トルクであ
り、直動形の同期電動機の場合には発生推力である。以
下では、直動形の同期電動機について説明を行う。発生
推力が最大になる電流位相の補正量γ（＝δ1）は、印
加する電流によらず、発生電磁力Ｔが零になる電流位相
の補正量δ0を９０［゜］ずらしたものである。

【０００３】従来の磁極位置センサを具備しない同期電
動機の制御装置における界磁極位置の補正方法には、ソ
フトウェアによって界磁極位置の補正処理を行うものと
して、特開平８−１８２３９９号公報に開示されたもの
がある。図６は、従来の界磁極位置補正処理が適用され
る同期電動機（３相）のベクトル制御による駆動装置の
構成図を示す。また、図７は、従来の同期電動機の制御
装置における界磁極位置の補正方法を説明するフローチ
ャートである。図６において、位置センサ１０６は、同
期電動機１０５の回転位置を検出する。ＣＰＵ６０１
は、トルク指令ｉとカウンタ６０７で検出された同期電
動機１０５の位置ｘを用いて演算を行い、２相の電流指
令Ｉｕ，ＩｖをそれぞれＤ／Ａ変換器６０２ａ，６０２
ｂによってデジタル／アナログ変換して２相／３相変換
回路６１０に出力する。２相／３相変換回路６１０は、
入力した２相の電流指令を３相の電流指令ｉｕ，ｉｖ，
ｉｗに変換し、パワーアンプ１０３を制御する。パワー
アンプ１０３は、これら３相の電流指令ｉｕ，ｉｖ，ｉ
ｗに対応した電流を同期電動機１０５に供給して同期電
動機１０５を起動する。界磁極位置の補正方法につい
て、その詳細は省略するが、要点を以下に説明する。印
加する電流の位相（ρ）の補正量（γ）を変化させて、
印加する電流の大きさに関わらず発生電磁力が零になる
電流位相補正量（δ0）を、発生電磁力の極性を加速度
の極性より判定して求め、この電流位相補正量（δ0）
を用いて発生電磁力が最大になる電流位相の補正量（δ
1）を導出し、この電流の位相の補正量（δ1）と位置検
出器で検出された仮の界磁極位置（θ）より印加する電
流の位相（ρ）を決定して同期電動機１０５を制御する
ものであって、電磁力指令を仮の目標値まで単調増加さ
せて、加速度が大きいときは目標値を小さく、また加速
度が小さいときは目標値を大きくするものである。すな
わち、加速度が大きいときは、発生電磁力が大きいので
電磁力指令を小さくしても外乱に打ち勝つことができ、
その結果回転量（移動量）を小さくすることができ、ま
た、加速度が小さいときは、回転量（移動量）が小さい
ので電磁力指令を大きくすることができ、発生電磁力の
極性の判断精度を上げることを可能としたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の同期電動機の制御装置および界磁極位置補正方法に
あっては、ソフトウェアにより上記のように発生電磁力
が零になる電流位相補正量（δ0）を用いて発生電磁力
が最大になる電流位相の補正量（δ1）を導出して同期
電動機を制御するものであるため、例えば、可動子に永
久磁石を配置し固定子に電機子を持った同期電動機を制
御しようとする際、可動子が固定された状態あるいは可
動子がなく固定子のみの状態（即ち、位置検出値が固
定）の場合でも、発生電磁力が零であるとみなして界磁
極位置の補正処理を終了してしまう。その結果、界磁極
位置を誤補正のまま同期電動機を制御することとなり、
適切に同期電動機の制御が行えないという問題点があっ
た。また、上記従来の同期電動機の制御装置および界磁
極位置補正方法にあっては、例えば、可動子に永久磁石
を配置し固定子に電機子を持った同期電動機を制御しよ
うとする際、可動子が固定された状態あるいは可動子が
なく固定子のみの状態（即ち、位置検出値が固定）の場
合（システムとしては異常状態といえる）でも発生電磁
力が零であるとみなして界磁極位置の補正処理を終了し
てしまう。その結果、界磁極位置を誤補正のまま同期電
動機を制御することとなり、適切に同期電動機の制御が
行えないという問題点もあった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、例えば、可動子が固定された状態あ
るいは可動子がなく固定子のみの状態（即ち、位置検出
値が固定）の場合でも確実な界磁極位置補正を行い、適
切な同期電動機の制御を実現し得る同期電動機の制御装
置および界磁極位置補正方法を提供することを目的とし
ている。また、本発明の他の目的は、界磁極位置の誤補
正を判断して確実な界磁極位置補正を行うことができ、
適切な同期電動機の制御を実現し得る同期電動機の制御
装置および界磁極位置補正方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る同期電動機の制御装置は、
同期電動機の位置を検出する位置検出手段と、所定の電
流位相を持つ第１の電流指令により前記同期電動機を制
御する制御手段とを備えた同期電動機の制御装置におい
て、前記制御手段から前記同期電動機への電流指令を、
該制御手段の制御に基づく開閉制御により供給／遮断す
る開閉手段と、前記同期電動機の誘起電圧波形を検出す
る電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出された
誘起電圧波形に基づく所定タイミングで、前記位置検出
手段で検出された界磁極位置を取り込む位置情報取込手
段とを具備し、前記制御手段は、前記第１の電流指令に
よる制御の後、前記開閉手段を閉制御して、前記同期電
動機が所定速度になった時点で前記開閉手段を開制御し
て、前記同期電動機の誘起電圧波形を検出し、該誘起電
圧波形に基づく所定タイミングで取り込まれる界磁極位
置より誘起電圧と前記第１の電流指令との位相差を求
め、該位相差に基づき印加する電流位相を決定し、該電
流位相を持つ第２の電流指令により前記同期電動機を制
御するものである。また、請求項２に係る同期電動機の
制御装置は、同期電動機の位置を検出する位置検出手段
と、印加する電流の位相（ρ）の補正量（γ）を変化さ
せて、印加する電流の大きさに関わらず発生電磁力が零
になる電流位相補正量（δ0）を、発生電磁力の極性を
加速度の極性より判定して求め、該電流位相補正量（δ
0）を用いて発生電磁力が最大になる電流位相の補正量
（δ1）を導出し、該電流位相の補正量（δ1）と前記位
置検出手段で検出された仮の界磁極位置（θ）より印加
する電流の位相（ρ1）を決定し、該電流の位相（ρ1）
を持つ第１の電流指令により前記同期電動機を制御する
制御手段とを備えた同期電動機の制御装置において、前
記制御手段から前記同期電動機への電流指令を、該制御
手段の制御に基づく開閉制御により供給／遮断する開閉
手段と、前記同期電動機の誘起電圧波形を検出する電圧
検出手段と、前記電圧検出手段により検出された誘起電
圧波形に基づく所定タイミングで、前記位置検出手段で
検出された界磁極位置を取り込む位置情報取込手段とを
具備し、前記制御手段は、前記第１の電流指令による制
御の後、前記開閉手段を閉制御して、前記同期電動機が
所定速度になった時点で前記開閉手段を開制御して、前
記同期電動機の誘起電圧波形を検出し、該誘起電圧波形
に基づく所定タイミングで取り込まれる界磁極位置より
誘起電圧と前記第１の電流指令との位相差（δ2）を求
め、該位相差（δ2）と前記仮補正量（γ）より最終的
な電流位相補正量（γ＋δ2）を決定し、該電流位相補
正量（γ＋δ2）と前記仮の界磁極位置（θ）より印加
する電流の位相（ρ2）を決定し、該電流の位相（ρ2）
を持つ第２の電流指令により前記同期電動機を制御する
ものである。また、請求項３に係る同期電動機の制御装
置の界磁極位置補正方法は、同期電動機の位置を検出す
る位置検出手段と、電流指令により前記同期電動機を制
御する制御手段と、前記制御手段から前記同期電動機へ
の電流指令を、該制御手段の制御に基づく開閉制御によ
り供給／遮断する開閉手段と、前記同期電動機の誘起電
圧波形を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段に
より検出された誘起電圧波形に基づく所定タイミング
で、前記位置検出手段で検出された界磁極位置を取り込
む位置情報取込手段とを備えた同期電動機の制御装置の
界磁極位置補正方法において、所定の電流位相を持つ第
１の電流指令により前記同期電動機を制御する第１ステ
ップと、前記第１の電流指令による制御の後、前記開閉
手段を閉制御して、前記同期電動機が所定速度になった
時点で前記開閉手段を開制御して、前記同期電動機の誘
起電圧波形を検出し、該誘起電圧波形に基づく所定タイ
ミングで取り込まれる界磁極位置より誘起電圧と前記第
１の電流指令との位相差を求め、該位相差に基づき印加
する電流位相を決定し、該電流位相を持つ第２の電流指
令により前記同期電動機を制御する第２ステップとを具
備するものである。また、請求項４に係る同期電動機の
制御装置の界磁極位置補正方法は、同期電動機の位置を
検出する位置検出手段と、電流指令により前記同期電動
機を制御する制御手段と、前記制御手段から前記同期電
動機への電流指令を、該制御手段の制御に基づく開閉制
御により供給／遮断する開閉手段と、前記同期電動機の
誘起電圧波形を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出
手段により検出された誘起電圧波形に基づく所定タイミ
ングで、前記位置検出手段で検出された界磁極位置を取
り込む位置情報取込手段とを備えた同期電動機の制御装
置の界磁極位置補正方法において、印加する電流の位相
（ρ）の補正量（γ）を変化させて、印加する電流の大
きさに関わらず発生電磁力が零になる電流位相補正量
（δ0）を、発生電磁力の極性を加速度の極性より判定
して求め、該電流位相補正量（δ0）を用いて発生電磁
力が最大になる電流位相の補正量（δ1）を導出し、該
電流位相の補正量（δ1）と前記位置検出手段で検出さ
れた仮の界磁極位置（θ）より印加する電流の位相（ρ
1）を決定し、該電流の位相（ρ1）を持つ第１の電流指
令により前記同期電動機を制御する第１ステップと、前
記第１の電流指令による制御の後、前記開閉手段を閉制
御して、前記同期電動機が所定速度になった時点で前記
開閉手段を開制御して、前記同期電動機の誘起電圧波形
を検出し、該誘起電圧波形に基づく所定タイミングで取
り込まれる界磁極位置より誘起電圧と前記第１の電流指
令との位相差（δ2）を求め、該位相差（δ2）と前記仮
補正量（γ）より最終的な電流位相補正量（γ＋δ2）
を決定し、該電流位相補正量（γ＋δ2）と前記仮の界
磁極位置（θ）より印加する電流の位相（ρ2）を決定
し、該電流の位相（ρ2）を持つ第２の電流指令により
前記同期電動機を制御する第２ステップとを具備するも
のである。また、請求項５に係る同期電動機の制御装置
は、同期電動機の位置を検出する位置検出手段と、印加
する電流の位相（ρ）の補正量（γ）を変化させて、印
加する電流の大きさに関わらず発生電磁力が零になる電
流位相補正量（δ0）を、発生電磁力の極性を加速度の
極性より判定して求め、該電流位相補正量（δ0）を用
いて発生電磁力が最大になる電流位相の補正量（δ1）
を導出し、該電流位相の補正量（δ1）と前記位置検出
手段で検出された仮の界磁極位置（θ）より印加する電
流の位相（ρ1）を決定し、該電流の位相（ρ1）を持つ
電流指令により前記同期電動機を制御する制御手段とを
備えた同期電動機の制御装置において、前記電流指令に
基づく正方向および負方向の推力指令、速度指令または
位置指令で前記同期電動機を駆動して、動作を確認する
動作確認手段を具備するものである。また、請求項６に
係る同期電動機の制御装置は、請求項５に記載の同期電
動機の制御装置において、前記動作確認手段が、前記正
方向の推力指令、速度指令または位置指令で前記同期電
動機を駆動して、負方向に可動子が所定移動量以上動い
た場合、または、正方向に前記可動子が一定時間内に所
定移動量以上動かない場合には、前記電流の位相（ρ
1）を決定する処理をやり直し、正方向に前記可動子が
一定時間内に所定移動量以上動いた場合には、前記負方
向の推力指令、速度指令または位置指令で前記同期電動
機を駆動して、正方向に可動子が所定移動量以上動いた
場合、または、負方向に前記可動子が一定時間内に所定
移動量以上動かない場合には、前記電流の位相（ρ1）
を決定する処理をやり直し、負方向に前記可動子が一定
時間内に所定移動量以上動いた場合には、前記電流の位
相（ρ1）を持つ電流指令により前記同期電動機を制御
するものである。また、請求項７に係る同期電動機の制
御装置の界磁極位置補正方法は、同期電動機の位置を検
出する位置検出手段と、電流指令により前記同期電動機
を制御する制御手段とを備えた同期電動機の制御装置の
界磁極位置補正方法において、印加する電流の位相
（ρ）の補正量（γ）を変化させて、印加する電流の大
きさに関わらず発生電磁力が零になる電流位相補正量
（δ0）を、発生電磁力の極性を加速度の極性より判定
して求め、該電流位相補正量（δ0）を用いて発生電磁
力が最大になる電流位相の補正量（δ1）を導出し、該
電流位相の補正量（δ1）と前記位置検出手段で検出さ
れた仮の界磁極位置（θ）より印加する電流の位相（ρ
1）を決定し、該電流の位相（ρ1）を持つ電流指令によ
り前記同期電動機を制御する界磁極位置補正ステップ
と、前記電流指令に基づく正方向および負方向の推力指
令、速度指令または位置指令で前記同期電動機を駆動し
て、動作を確認する動作確認ステップとを具備するもの
である。さらに、請求項８に係る同期電動機の制御装置
の界磁極位置補正方法は、請求項７に記載の同期電動機
の制御装置の界磁極位置補正方法において、前記動作確
認ステップが、前記正方向の推力指令、速度指令または
位置指令で前記同期電動機を駆動して、負方向に可動子
が所定移動量以上動いた場合、または、正方向に前記可
動子が一定時間内に所定移動量以上動かない場合には、
前記界磁極位置補正ステップをやり直し、正方向に前記
可動子が一定時間内に所定移動量以上動いた場合には、
前記負方向の推力指令、速度指令または位置指令で前記
同期電動機を駆動して、正方向に可動子が所定移動量以
上動いた場合、または、負方向に前記可動子が一定時間
内に所定移動量以上動かない場合には、前記界磁極位置
補正ステップをやり直し、負方向に前記可動子が一定時
間内に所定移動量以上動いた場合には、前記界磁極位置
補正ステップの電流の位相（ρ1）を持つ電流指令によ
り前記同期電動機を制御するものである。

【０００７】本発明の請求項１、２、３および４に係る
同期電動機の制御装置および界磁極位置補正方法では、
制御手段による界磁極位置の補正処理を行った後、制御
手段より制御できる開閉手段として例えば継電器を設
け、該継電器を開放した状態で同期電動機の誘起電圧を
十分検出可能となるような所定速度で同期電動機を駆動
し、該同期電動機の端子に現れる誘起電圧を検出する。
この誘起電圧と電流位相補正後の電流指令とを減算し
て、誘起電圧と第１の電流指令との位相差である磁極検
出誤差（δ2）を求め、該磁極検出誤差（δ2）と仮補正
量（γ）より最終的な電流位相補正量（γ＋δ2）を決
定し、該電流位相補正量（γ＋δ2）と仮の界磁極位置
（θ）より印加する電流の位相（ρ2）を決定し、該電
流の位相（ρ2）を持つ第２の電流指令により同期電動
機を制御するので、第１の電流指令による駆動制御にお
ける界磁極位置補正よりもより確実な界磁極位置補正を
行うことができ、例えば、可動子が固定された状態ある
いは可動子がなく固定子のみの状態（即ち、位置検出値
が固定）の場合でも確実な界磁極位置補正を行い、適切
な同期電動機の制御を実現できる。また、誘起電圧と電
流位相補正後の第１の電流指令による界磁極位置の再補
正を、同期電動機を制御する前の最終段階としているた
め、界磁極位置の誤補正を判断することも可能である。
また、請求項５、６、７および８に係る同期電動機の制
御装置および界磁極位置補正方法では、制御手段による
界磁極位置補正ステップ終了後、動作確認ステップとし
て、正方向の推力指令、速度指令または位置指令で同期
電動機を駆動して、負方向に可動子が所定移動量以上動
いた場合、または、正方向に可動子が一定時間内に所定
移動量以上動かない場合には、界磁極位置補正ステップ
をやり直し、正方向に可動子が一定時間内に所定移動量
以上動いた場合には、負方向の推力指令、速度指令また
は位置指令で同期電動機を駆動して、正方向に可動子が
所定移動量以上動いた場合、または、負方向に可動子が
一定時間内に所定移動量以上動かない場合には、界磁極
位置補正ステップをやり直し、負方向に可動子が一定時
間内に所定移動量以上動いた場合には、界磁極位置補正
ステップの電流の位相（ρ1）を持つ電流指令により同
期電動機を制御するので、界磁極位置の誤補正を判断し
て確実な界磁極位置補正を行うことができ、適切な同期
電動機の制御を実現できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の同期電動機の制御
装置および界磁極位置補正方法の実施の形態について、
〔第１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕の順に図面を
参照して詳細に説明する。 〔第１の実施形態〕図１は本発明の第１の実施形態に係
る同期電動機の制御装置の構成図である。同図におい
て、図６（従来例）と重複する部分には同一の符号を附
する。同図において、本実施形態の同期電動機の制御装
置は、ＣＰＵ（制御手段）１０１、Ｄ／Ａ変換器１０
２、パワーアンプ１０３、継電器（開閉手段）１０４、
同期電動機１０５、位置センサ（位置検出手段）１０
６、カウンタ１０７、相電圧検出回路（電圧検出手段）
１０８およびコンパレータ１０９を備えて構成されてい
る。位置センサ１０６は、同期電動機１０５の回転位置
を検出する。ＣＰＵ１０１は、マイクロプロセッサ等で
あって、トルク指令ｉとカウンタ１０７で検出された同
期電動機１０５の位置情報（計数値）とを用いて演算を
行い、電流指令ＩＵｒｅｆ，ＩＶｒｅｆ，ＩＷｒｅｆを
それぞれＤ／Ａ変換器１０２によってデジタル／アナロ
グ変換して電流指令Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに変換し、パワー
アンプ１０３に供給する。パワーアンプ１０３は、これ
ら電流指令Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに対応した電流ＩＵ，Ｉ
Ｖ，ＩＷを継電器１０４を介して同期電動機１０５に供
給して同期電動機１０５を起動する。継電器１０４は、
ＣＰＵ１０１からの開閉コントロール信号によって開閉
制御され、継電器１０４を開放することにより、同期電
動機１０５の端子に現れる誘起電圧が相電圧検出回路１
０８によって検出される。相電圧検出回路１０８は、例
えばＵ相の相電圧検出値ｅｕを出力し、コンパレータ９
において接地電位ＧＮＤとの比較により生成される方形
波ＥＵがカウンタ１０７に供給される。カウンタ１０７
では、この方形波ＥＵの立ち上がりエッジのタイミング
で位置検出値（計数値）がラッチされ、ＣＰＵ１０１の
メモリ内に記憶される。

【０００９】本実施形態の同期電動機の制御装置におい
ては、「通常制御モード」と「磁極検出モード」の２つ
のモードを有しており、図２のフローチャートに示すよ
うに、電源投入後、まず、磁極検出モード（ステップＳ
２００）において、界磁極位置の補正処理（ステップＳ
２１０〜Ｓ２２７）を行い、該処理が完了した後、通常
制御モード（ステップＳ２３０）で同期電動機１０５を
制御するシーケンスとなっている。まず、磁極検出モー
ドにおける界磁極位置の補正処理ついて説明する。ステ
ップＳ２１０〜２１２では、従来例として示したソフト
ウェアによる界磁極位置補正方法により、仮の界磁界位
置補正処理を行い、仮電流位相補正量γ（＝δ1）を求
める。すなわち、ステップＳ２１１の仮界磁界位置補正
処理は、図７に示したフローチャートの処理を実行する
ものであり、印加する電流の位相（ρ）の補正量（γ）
を変化させて、印加する電流の大きさに関わらず発生電
磁力が零になる電流位相補正量（δ0）を、発生電磁力
の極性を加速度の極性より判定して求め、この電流位相
補正量（δ0）を用いて発生電磁力が最大になる電流位
相の補正量（δ1）を導出し、この電流の位相の補正量
（δ1）と位置検出器で検出された仮の界磁極位置
（θ）より印加する電流の位相（ρ）を決定して電動機
を制御するものであって、電磁力指令を仮の目標値まで
単調増加させて、加速度が大きいときは目標値を小さ
く、また加速度が小さいときは目標値を大きくするもの
である。図７において、ステップＳ７０１では初期値を
設定する。すなわち、電流位相補正量γ＝０［゜］、推
定回数ｊ＝１、トルク指令ｉの計算や加速度の測定等の
処理の基準となる時間ｔ＝−ｍ・Δｔ（ｍは正整数）と
する。ステップＳ７０２ではトルク指令ｉを計算する。
ステップＳ７０３では時間ｔを判定する。時間ｔ＝０の
場合には、ステップＳ７０４に進んで加速度Ａｃｃ１を
測定し、さらにステップＳ７０５に進んで、加速度Ａｃ
ｃ１と予め設定している加速度Ａｃｃ２（＞０）とを比
較して大きいほうを基準加速度Ａｃｃ０（＞０）とし
て、ステップＳ７１１に進む。また、時間ｔ＝ｋ・Δｔ
の場合には、ステップＳ７０６に進んで加速度Ａｃｃ３
を測定し、さらにステップＳ７０７に進んで、加速度Ａ
ｃｃ３の絶対値と基準加速度Ａｃｃ０を比較して、加速
度Ａｃｃ３の絶対値が基準加速度Ａｃｃ０より大きいと
きはステップＳ７０９へ、そうでないときはステップＳ
７１１に進む。また時間ｔ＝ｔ1maxの場合には、ステッ
プＳ７０８に進んで加速度Ａｃｃ３を測定し、さらにス
テップＳ７０９に進んで位置補正量（γ）の更新を行
い、ステップＳ７１０でトルク指令ｉを作成する基準時
間ｔ1をｔ1＝ｔとした後、ステップＳ７１１に進む。こ
こで、ｔは加速度Ａｃｃ３の絶対値が基準加速度Ａｃｃ
０より大きくなった時間か或いはｔ1maxである。また、
時間ｔ＝ｔ8（ｔ8＝８・ｔ1max）の場合には、ステップ
Ｓ７１２に進んで、時間を初期値に戻すべくｔ＝−ｍ・
Δｔとして、ステップＳ７１３に進む。さらに、ステッ
プＳ７０３のｔの判定で、上記以外のその他の場合に
は、ステップＳ７１１に進んで、ｔ＝ｔ＋Δｔとして時
間を更新して、ステップＳ７０２に戻る。次に、ステッ
プＳ７１３では、推定回数ｊと最大推定回数ｊmaxとを
比較する。推定回数ｊが最大推定回数ｊmaxより小さい
ときは、ステップＳ７１４に進んでｊ＝ｊ＋１として推
定回数を更新する。また、推定回数ｊが最大推定回数ｊ
maxに達したときは、ステップＳ７１５に進んで、仮の
電流位相補正量（δ1）を決定する。尚、上記説明中、
トルク指令ｉの計算（ステップＳ７０２）、電流位相補
正量（γ）の更新（ステップＳ７０９）および仮の電流
位相補正量（δ1）の決定（ステップＳ７１５）の各処
理についての詳細は、特開平８−１８２３９９号公報に
記載のものと同等であり、ここでは省略する。つまり、
磁極検出モードでは、この仮電流位相補正量（γ）に相
当する第０計数値ＣＮ０と位置センサ１０６で検出され
た第１計数値ＣＮ１（仮の界磁極位置（θ））とによ
り、以下に示す（５）式で印加する電流の位相（ρ）を
決定し、同期電動機１０５を駆動する。 ρ＝θ＋γ＋δ2 …（５） ここで、δ2は後述する誘起電圧と仮界磁極位置補正後
電流指令との界磁極位置検出誤差であり、初期値は零で
ある。また、この時点で、仮界磁極位置補正後のＵ相電
流指令立ち上がり方向のゼロクロスの計数値（第０計数
値ＣＮ０＋第１計数値ＣＮ１）は、ＣＰＵ１０１のメモ
リ内に記憶される。尚、ストロークが同期電動機１０５
の極ピッチの２倍（電気角３６０［゜］）以上ある場合
には、計数値は少なくとも１つ以上あるため、その分だ
けＣＰＵ１０１のメモリ内に記憶することとなる。次
に、同期電動機１０５を駆動し、速度が電動機誘起電圧
のゼロクロスが検出可能な基準速度以上となった（ステ
ップＳ２２１）時点で、ＣＰＵ１０１から開閉コントロ
ール信号を発して継電器１０４が開放となるよう制御す
る（ステップＳ２２２）。継電器１０４を開放すること
により、同期電動機１０５の端子には誘起電圧が表れ、
この誘起電圧は３相各相の相電圧を検出する相電圧検出
回路１０８に入力される。相電圧検出回路１０８は、例
えばＵ相の相電圧検出値ｅｕを出力し、コンパレータ１
０９により方形波ＥＵに変換される。またカウンタ１０
７は、この方形波ＥＵの立ち上がりエッジのタイミング
で位置検出値をラッチし、第２計数値ＣＮ２としてＣＰ
Ｕ１０１のメモリ内に記憶される。ＣＰＵ１０１は、位
置センサ１０６で検出された第１計数値ＣＮ１（仮の界
磁極位置（θ））と第０計数値ＣＮ０（仮電流位相補正
量（γ））より（５）式で求められる電流位相（ρ1）
を持つ第１の電流指令により同期電動機１０５を駆動す
る。方形波ＥＵの立ち上がりエッジのタイミングで第２
計数値ＣＮ２がメモリ内に記憶された時点で、（ステッ
プＳ２２３において第２計数値ＣＮ２がラッチされたと
判断されて、）ステップＳ２２５に進んで、第２計数値
ＣＮ２と先にメモリ内に記憶した仮界磁極位置補正後の
Ｕ相電流指令立ち上がり方向のゼロクロスの計数値（第
０計数値ＣＮ０＋第１計数値ＣＮ１）（＝θ＋γ）との
差δ2を算出する。ここで、仮界磁極位置補正後のＵ相
電流指令立ち上がり方向のゼロクロスの計数値が複数あ
る場合は、第２計数値ＣＮ２に最も近い仮界磁極位置補
正後のＵ相電流指令立ち上がり方向のゼロクロスの計数
値を用いてδ2を算出する。このδ2が、誘起電圧と仮界
磁極位置補正後の電流指令との界磁極位置検出誤差とな
る。尚、ステップＳ２２３の判断において第２計数値Ｃ
Ｎ２がラッチされていない場合には、ステップＳ２２４
で継電器１０４が閉成制御された後、ステップＳ２２１
に戻って処理を繰り返す。さらにステップＳ２２６で
は、算出された界磁極位置検出誤差δ2と仮電流位相補
正量（γ）から最終的な電流位相補正量（γ＋δ2）を
求め、（５）式により印加する電流の位相（ρ2）を決
定する。また、ステップＳ２２７では、ＣＰＵ１０１か
ら開閉コントロール信号を発して継電器１０４が閉成と
なるよう制御して、通常制御モード（ステップＳ２３
０）に備える。以上のようにして最終的に求められた印
加すべき電流の位相（ρ2）は、等価的にＵ相誘起電圧
ｅｕの立ち上がりとＵ相電流指令の立ち上がりとを一致
させることができる。また、誘起電圧と仮電流位相補正
後の電流指令による界磁極位置補正量（δ2）が求まら
ない場合（第２計数値ＣＮ２がラッチしない）、例え
ば、可動子が固定された状態あるいは可動子がなく固定
子のみの状態（即ち、位置検出値が固定）の場合は、磁
極検出モードを終了せず、最初からもしくはソフトウェ
アによる仮界磁極位置補正後から処理を繰り返すシーケ
ンスとする。次に、通常制御モード（ステップＳ２３
０）について説明する。上記のように磁極検出モード下
における界磁極位置の補正処理により、最終的な電流位
相補正量（γ＋δ2）を求めることができ、（５）式に
より印加すべき電流の位相（ρ2）が決定された。通常
制御モード（ステップＳ２３０）では、この電流位相
（δ）に応じた各相の電流指令（第２の電流指令）を、
Ｄ／Ａ変換器１０２より出力し、パワーアンプ１０３で
パワー変換し、同期電動機１０５を制御することとな
る。最後に、図３の説明図を参照して、本実施形態にお
ける界磁極位置の補正処理を概念的に説明する。Ｕ相の
誘起電圧波形ｅｕ｛ｅｕ（sinφ）｝、コンパレータ１
０９の出力である方形波ＥＵ、並びに、仮界磁極位置補
正処理前の検出した界磁極位置（θ）によるＵ相電流指
令Ｉｒｅｆ’｛Ｉｒｅｆ’（sinθ）｝が、図３のよう
に表される場合、仮界磁極位置補正処理（ステップＳ２
１１）後の検出した界磁極位置（θ）と仮電流位相補正
量（γ）によるＵ相電流指令は、Ｉｒｅｆ｛Ｉｒｅｆ
（sin（θ＋γ））｝となる。さらに、磁極検出モード
の最終段階として、誘起電圧と仮界磁極位置補正後のＵ
相電流指令との界磁極位置検出誤差δ2から電流位相補
正量（δ2＋γ）とするＵ相電流指令は、等価的にＵ相
の誘起電圧波形ｅｕの位相と一致したものとなる。

【００１０】以上述べたように、本実施形態の同期電動
機の制御装置および界磁極位置補正方法によれば、ＣＰ
Ｕ１０１の制御による界磁極位置の補正処理を行った
後、継電器１０４を開放した状態で同期電動機１０５の
誘起電圧を十分検出可能となるような所定速度で同期電
動機を駆動し、同期電動機１０５の端子に現れる誘起電
圧を検出し、この誘起電圧と電流位相補正後の電流指令
とを減算して、誘起電圧と第１の電流指令との位相差で
ある磁極検出誤差（δ2）を求め、該磁極検出誤差（δ
2）と仮補正量（γ）より最終的な電流位相補正量（γ
＋δ2）を決定し、該電流位相補正量（γ＋δ2）と仮の
界磁極位置（θ）より印加する電流の位相（ρ2）を決
定し、該電流の位相（ρ2）を持つ第２の電流指令によ
り同期電動機を制御するので、磁極検出モードの最終段
階として、誘起電圧と仮電流位相補正後の電流指令によ
る界磁極位置を補正し、新たな電流位相補正量を得るこ
とにより、等価的にＵ相誘起電圧ｅｕの立ち上がりと電
流指令の立ち上がりとを一致させることができ、第１の
電流指令による駆動制御における界磁極位置補正よりも
より確実な界磁極位置補正を行うことができ、例えば、
可動子が固定された状態あるいは可動子がなく固定子の
みの状態（即ち、位置検出値が固定）の場合でも確実な
界磁極位置補正を行い、適切な同期電動機の制御を実現
できる。また、磁極検出モードにおいて、誘起電圧と電
流位相補正後の第１の電流指令による界磁極位置の再補
正を、同期電動機を制御する前の最終段階としているた
め、界磁極位置の誤補正を判断することも可能である。
以上、直動形の同期電動機について説明したが、発生電
磁力Ｔを発生推力として扱っていたところを発生トルク
として扱うこととすれば、回転形の同期電動機において
も同様の構成および方法により、同等の効果を得ること
ができる。

【００１１】〔第２の実施形態〕図４は本発明の第２の
実施形態に係る同期電動機の制御装置の構成図である。
同図において、図１（第１の実施形態）と重複する部分
には同一の符号を附する。同図において、本実施形態の
同期電動機の制御装置は、ＣＰＵ（制御手段）４０１、
Ｄ／Ａ変換器１０２、パワーアンプ１０３、同期電動機
１０５、位置センサ（位置検出手段）１０６およびカウ
ンタ４０７を備えて構成されている。位置センサ１０６
は、同期電動機１０５の回転位置を検出する。ＣＰＵ１
０１は、マイクロプロセッサ等であって、トルク指令ｉ
とカウンタ４０７で検出された同期電動機１０５の位置
情報（計数値）とを用いて演算を行い、電流指令ＩＵｒ
ｅｆ，ＩＶｒｅｆ，ＩＷｒｅｆをそれぞれＤ／Ａ変換器
１０２によってデジタル／アナログ変換して電流指令Ｉ
ｕ，Ｉｖ，Ｉｗに変換し、パワーアンプ１０３に供給す
る。パワーアンプ１０３は、これら電流指令Ｉｕ，Ｉ
ｖ，Ｉｗに対応した電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを同期電動機
１０５に供給して同期電動機１０５を起動する。

【００１２】本実施形態の同期電動機の制御装置におい
ても、「通常制御モード」と「磁極検出モード」の２つ
のモードを有しており、図５のフローチャートに示すよ
うに、電源投入後、まず、磁極検出モード（ステップＳ
５００）において、界磁極位置の補正処理（ステップＳ
５１０〜Ｓ５１２）を行い、該補正処理が終了した後、
動作確認処理（ステップＳ５２０〜Ｓ５３５）により同
期電動機１０５の駆動制御が可能かどうかの判断を行
い、可能と判断された場合のみ通常制御モード（ステッ
プＳ５４０）で同期電動機１０５を制御するシーケンス
となっている。まず、磁極検出モードにおける界磁極位
置の補正処理ついて説明する。ステップＳ５１０〜５１
２では、従来例として示したソフトウェアによる界磁極
位置補正方法により、仮の界磁界位置補正処理を行い、
仮電流位相補正量γ（＝δ1）を求める。ステップＳ５
１１の界磁界位置補正処理は、図７に示したフローチャ
ートの処理を実行するもので、第１の実施形態で説明し
た通りである。次に、動作確認処理（ステップＳ５２０
〜Ｓ５３５）により同期電動機１０５の駆動制御が可能
かどうかの判断を行うが、まず、ステップＳ５２１で
は、動作確認処理の開始として、正方向の推力指令ｆ＿
ｒｅｆをα、例えば５０［Ｎ］として同期電動機１０５
を駆動し、ステップＳ５２２に進む。ここでの推力指令
ｆ＿ｒｅｆは、可動子が静止摩擦力に打ち勝って動くこ
とができる最低の推力以上の推力指令とする。次に、ス
テップＳ５２２では、現在のサンプリング時にカウンタ
４０７から読み込んだ計数値を現在検出位置ｘ＿ｆｂと
し、前回のサンプリング時に所定メモリ領域に格納して
おいたカウンタ４０７から読み込んだ計数値をｘ＿ｆｂ
＿ｐｒｅとしたとき、これらの減算結果を可動子移動量
ａｃｃ＿ｃｈｅｃｋとしてメモリに格納し、ステップＳ
５２３に進む。次に、ステップＳ５２３では、可動子移
動量ａｃｃ＿ｃｈｅｃｋが、正方向の推力指令ｆ＿ｒｅ
ｆとは逆の負方向に、所定移動量β、例えば１０［パル
ス］より多く移動した場合には、界磁極位置補正が不十
分として、ステップＳ５１１に戻る。また、可動子移動
時間ｔｉｍｅ＿ｃｈｅｃｋが、所定時間ε、例えば５０
［サンプリング］より長く経過した場合にも、界磁極位
置補正が不十分として、ステップＳ５１１に戻る。尚、
サンプリング時間が１［ｍｓ］であれば、可動子移動時
間を判定するための所定時間εは５０［ｍｓ］となる。
一方、ステップＳ５２３において、可動子移動量ａｃｃ
＿ｃｈｅｃｋが、正方向の推力指令ｆ＿ｒｅｆと同じ正
方向に移動する場合、正方向の推力指令ｆ＿ｒｅｆとは
逆の負方向の移動が所定移動量β以内の場合、あるい
は、可動子移動時間ｔｉｍｅ＿ｃｈｅｃｋが所定時間ε
以内の場合には、ステップＳ５２４に進む。ステップＳ
５２４では、可動子移動量ａｃｃ＿ｃｈｅｃｋが、正方
向の推力指令ｆ＿ｒｅｆと同じ正方向に所定移動量κ、
例えば１０［パルス］より少なく移動した場合には、ス
テップＳ５２３に戻って、再度、所定移動量βまたは所
定時間εに基づく判定を行う。一方、ステップＳ５２４
において、可動子移動量ａｃｃ＿ｃｈｅｃｋが、正方向
の推力指令ｆ＿ｒｅｆと同じ正方向に所定移動量κ以上
だけ、可動子移動時間が所定時間ε以内で移動した場合
には、界磁極位置補正が十分として、ステップＳ５３１
に進む。ステップＳ５３１からステップＳ５３４の処理
は、同期電動機１０５を駆動する推力指令ｆ＿ｒｅｆを
負方向とした場合であり、一連の流れは正方向の推力指
令ｆ＿ｒｅｆで同期電動機１０５を駆動する場合と同様
である。すなわち、ステップＳ５３１では、負方向の推
力指令ｆ＿ｒｅｆを−α［Ｎ］として同期電動機１０５
を駆動し、ステップＳ５３２では、現在の計数値（現在
検出位置）ｘ＿ｆｂと前回の計数値ｘ＿ｆｂ＿ｐｒｅと
の減算結果を可動子移動量ａｃｃ＿ｃｈｅｃｋとしてメ
モリに格納し、ステップＳ５３３に進む。ステップＳ５
３３では、可動子移動量ａｃｃ＿ｃｈｅｃｋが負方向の
推力指令ｆ＿ｒｅｆとは逆の正方向に所定移動量β以上
移動した場合、あるいは、可動子移動時間ｔｉｍｅ＿ｃ
ｈｅｃｋが所定時間εより長く経過した場合には、界磁
極位置補正が不十分として、ステップＳ５１１に戻る。
一方、ステップＳ５３３において、可動子移動量ａｃｃ
＿ｃｈｅｃｋが、負方向の推力指令ｆ＿ｒｅｆと同じ負
方向に移動する場合、負方向の推力指令ｆ＿ｒｅｆとは
逆の正方向の移動が所定移動量β以内の場合、あるい
は、可動子移動時間ｔｉｍｅ＿ｃｈｅｃｋが所定時間ε
以内の場合には、ステップＳ５３４に進む。ステップＳ
５３４では、可動子移動量ａｃｃ＿ｃｈｅｃｋが、負方
向の推力指令ｆ＿ｒｅｆと同じ負方向に所定移動量κよ
り少なく移動した場合には、ステップＳ５３３に戻っ
て、再度、所定移動量βまたは所定時間εに基づく判定
を行う。一方、ステップＳ５３４において、可動子移動
量ａｃｃ＿ｃｈｅｃｋが、負方向の推力指令ｆ＿ｒｅｆ
と同じ負方向に所定移動量κ以上だけ、可動子移動時間
が所定時間ε以内で移動した場合には、界磁極位置補正
が十分として、ステップＳ５３５に進む。以上のように
して、正負両方向の推力指令ｆ＿ｒｅｆで同期電動機１
０５を駆動し、界磁極位置補正が十分と判断された場合
のみ動作確認処理終了（ステップＳ５３５）とし、通常
制御モード（ステップＳ５４０）へ進む。ここで、最終
的に界磁極位置補正が十分と判断される条件について、
上記具体例における値を用いて説明する。正負各方向の
推力指令ｆ＿ｒｅｆで同期電動機１０５を駆動し、界磁
極位置補正が十分として判断される最低条件は、与える
推力指令ｆ＿ｒｅｆと同方向に可動子移動量ａｃｃ＿ｃ
ｈｅｃｋとして所定移動量κ（＝１０［パルス］）だ
け、可動子移動時間ｔｉｍｅ＿ｃｈｅｃｋとして所定時
間ε（＝５０［ｍｓ］）で移動した場合である。これ
は、位置センサ１０６の分解能が１［μｍ／パルス］と
すると、可動子移動時間ｔｉｍｅ＿ｃｈｅｃｋ＝５０
［ｍｓ］の時点で、可動子速度が０．４［ｍｍ／ｓ］
（＝２×１０［パルス］／５０［ｍｓ］）となる、すな
わち、可動子の質量が５［ｋｇ］とすると、可動子加速
度が０．００８［ｍ／ｓ² ］、推力が少なくとも０．０
４［Ｎ］出たことを意味する。しかし、実際の同期電動
機の制御装置では、ＣＰＵ４０１が電流指令を払い出す
までの演算時間および電流制御系等の遅れが存在するた
め、設定される可動子移動時間ｔｉｍｅ＿ｃｈｅｃｋの
所定時間ε（＝５０［ｍｓ］）よりも短い時間で、設定
される可動子移動量ａｃｃ＿ｃｈｅｃｋの所定移動量κ
（＝１０［パルス］）以上動いている、すなわち、計算
上の実際の推力最低０．０４［Ｎ］よりも多く出ている
ことになる。実際の推力値ｆは、界磁極位置検出誤差δ
と推力指令ｆ＿ｒｅｆより ｆ＝ｆ＿ｒｅｆ×COSδ …（６） と計算できる。（６）式は、界磁極位置補正処理（ステ
ップＳ５１１）による界磁極位置検出誤差δを例えば１
０［゜］とすると、実際の推力値ｆは、最大で推力指令
ｆ＿ｒｅｆの約９８［％］となり、約２［％］の推力低
下となることを意味している。ここで、上記の具体例の
場合、推力指令ｆ＿ｒｅｆ＝５０［Ｎ］に対して、実際
の推力値ｆは最低０．０４［Ｎ］である。この数値だけ
をみると、大幅な推力低下に見えるが、界磁極位置補正
処理は、別手法（例えば、第１の実施形態におけるよう
な相誘起電圧と界磁極位置補正処理後の相電流指令の比
較）にて、界磁極位置検出誤差δが１０［゜］以下とな
ることが確認されている。また、多くの同期電動機の制
御装置を用いるシステムにおいては、界磁極位置検出を
行う際に、可動子の移動量ができるだけ少ない方が望ま
れる。よって、多くの界磁極位置補正処理を用いる同期
電動機の制御装置の動作確認処理は、上記の具体例のよ
うに、少なくとも推力指令方向と逆の方向には動かず、
ある程度の最低推力で同じ方向に動くことを十分条件と
した設定値としている。しかし、界磁極位置補正処理に
よる界磁極位置検出誤差δが、例えば１０［゜］以下で
あることを確認しなければならない場合には、動作確認
処理の設定値を上記の具体例より厳しい値、例えば可動
子移動量ａｃｃ＿ｃｈｅｃｋを１２．３［ｍｍ］（＝１
２３００［パルス］）にすれば、推力指令ｆ＿ｒｅｆ＝
５０［Ｎ］に対して、実際の推力値ｆは最低４９［Ｎ］
となり、その界磁極位置検出誤差δは１０［゜］以下で
あることを確認できる。以上、動作確認処理の際、正負
両方向の推力指令ｆ＿ｒｅｆで同期電動機１０５を駆動
する場合について説明したが、正負両方向の位置指令ｘ
＿ｒｅｆで同期電動機１０５を駆動し、位置決め時の偏
差パルス（位置指令と位置検出値との差）を設定値とし
て界磁極位置補正が十分として判断する場合でも同様の
ことがいえる。また、正負両方向の速度指令ｖ＿ｒｅｆ
で同期電動機１０５を駆動する場合でも同様のことがい
える。次に、通常制御モードについて説明する。上述の
ように、磁極検出モード下の界磁極位置補正処理（ステ
ップＳ５１１）により電流位相補正量（γ）を求めるこ
とができ、印加する電流の位相（ρ）が決定される。ま
た、動作確認処理（ステップＳ５２０〜ステップＳ５３
５）で界磁極位置補正が十分とされたときの印加する電
流の位相（ρ）に応じた各相の電流指令を、Ｄ／Ａ変換
器１０２を介して出力し、パワーアンプ１０３でパワー
変換した後、同期電動機１０５を制御する。

【００１３】以上述べたように、本実施形態の同期電動
機の制御装置および界磁極位置補正方法によれば、ＣＰ
Ｕ１０１の制御による界磁極位置補正処理終了後、動作
確認処理として、正方向の推力指令で同期電動機１０５
を駆動して、負方向に可動子が所定移動量以上動いた場
合、または、正方向に可動子が一定時間内に所定移動量
以上動かない場合には、界磁極位置補正処理をやり直
し、正方向に可動子が一定時間内に所定移動量以上動い
た場合には、負方向の推力指令で同期電動機１０５を駆
動して、正方向に可動子が所定移動量以上動いた場合、
または、負方向に可動子が一定時間内に所定移動量以上
動かない場合には、界磁極位置補正処理をやり直し、負
方向に可動子が一定時間内に所定移動量以上動いた場合
には、界磁極位置補正処理による電流の位相を持つ電流
指令により同期電動機１０５を制御するので、界磁極位
置の誤補正を判断して確実な界磁極位置補正を行うこと
ができ、適切な同期電動機の制御を実現できる。以上、
直動形の同期電動機について説明したが、発生電磁力Ｔ
を発生推力として扱っていたところを発生トルクとして
扱うことにより、回転形の同期電動機においても同様の
構成および方法により、同等の効果を得ることができ
る。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の同期電動
機の制御装置および界磁極位置補正方法によれば、制御
手段による界磁極位置の補正処理を行った後、開閉手段
を開放した状態で同期電動機の誘起電圧を十分検出可能
となるような所定速度で同期電動機を駆動し、該同期電
動機の端子に現れる誘起電圧を検出し、該誘起電圧と電
流位相補正後の電流指令とを減算して、誘起電圧と第１
の電流指令との位相差である磁極検出誤差（δ2）を求
め、該磁極検出誤差（δ2）と仮補正量（γ）より最終
的な電流位相補正量（γ＋δ2）を決定し、該電流位相
補正量（γ＋δ2）と仮の界磁極位置（θ）より印加す
る電流の位相（ρ2）を決定し、該電流の位相（ρ2）を
持つ第２の電流指令により同期電動機を制御するので、
第１の電流指令による駆動制御における界磁極位置補正
よりもより確実な界磁極位置補正を行うことができ、例
えば、可動子が固定された状態あるいは可動子がなく固
定子のみの状態（即ち、位置検出値が固定）の場合でも
確実な界磁極位置補正を行い、適切な同期電動機の制御
を実現し得る同期電動機の制御装置および界磁極位置補
正方法を提供することができる。また、誘起電圧と電流
位相補正後の第１の電流指令による界磁極位置の再補正
を、同期電動機を制御する前の最終段階としているた
め、界磁極位置の誤補正を判断することも可能である。
また、本発明の同期電動機の制御装置および界磁極位置
補正方法によれば、制御手段による界磁極位置補正ステ
ップ終了後、動作確認ステップとして、正方向の推力指
令、速度指令または位置指令で同期電動機を駆動して、
負方向に可動子が所定移動量以上動いた場合、または、
正方向に可動子が一定時間内に所定移動量以上動かない
場合には、界磁極位置補正ステップをやり直し、正方向
に可動子が一定時間内に所定移動量以上動いた場合に
は、負方向の推力指令、速度指令または位置指令で同期
電動機を駆動して、正方向に可動子が所定移動量以上動
いた場合、または、負方向に可動子が一定時間内に所定
移動量以上動かない場合には、界磁極位置補正ステップ
をやり直し、負方向に可動子が一定時間内に所定移動量
以上動いた場合には、界磁極位置補正ステップの電流の
位相を持つ電流指令により同期電動機を制御するので、
界磁極位置の誤補正を判断して確実な界磁極位置補正を
行うことができ、適切な同期電動機の制御を実現し得る
同期電動機の制御装置および界磁極位置補正方法を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る同期電動機の制
御装置の構成図である。

【図２】第１の実施形態の同期電動機の制御装置におけ
る磁極検出モードおよび通常制御モードにおける動作を
説明するフローチャートである。

【図３】第１の実施形態における界磁極位置の補正処理
を概念的に説明する説明図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る同期電動機の制
御装置の構成図である。

【図５】第２の実施形態の同期電動機の制御装置におけ
る磁極検出モードおよび通常制御モードにおける動作を
説明するフローチャートである。

【図６】従来の界磁極位置補正処理が適用される同期電
動機（３相）のベクトル制御による駆動装置の構成図で
ある。

【図７】従来の同期電動機の制御装置における界磁極位
置の補正方法を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１０１，４０１ ＣＰＵ（制御手段） １０２ Ｄ／Ａ変換器 １０３ パワーアンプ １０４ 継電器（開閉手段） １０５ 同期電動機 １０６ 位置センサ（位置検出手段） １０７，４０７ カウンタ １０８ 相電圧検出回路（電圧検出手段） １０９ コンパレータ ＩＵｒｅｆ，ＩＶｒｅｆ，ＩＷｒｅｆ 電流指令 Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ 電流指令 ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ 電流 ｅｕ Ｕ相の相電圧検出値 ＧＮＤ 接地電位 ＥＵ 方形波

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同期電動機の位置を検出する位置検出手
   段と、所定の電流位相を持つ第１の電流指令により前記
   同期電動機を制御する制御手段と、を備えた同期電動機
   の制御装置において、 前記制御手段から前記同期電動機への電流指令を、該制
   御手段の制御に基づく開閉制御により供給／遮断する開
   閉手段と、 前記同期電動機の誘起電圧波形を検出する電圧検出手段
   と、 前記電圧検出手段により検出された誘起電圧波形に基づ
   く所定タイミングで、前記位置検出手段で検出された界
   磁極位置を取り込む位置情報取込手段と、を有し、 前記制御手段は、前記第１の電流指令による制御の後、
   前記開閉手段を閉制御して、前記同期電動機が所定速度
   になった時点で前記開閉手段を開制御して、前記同期電
   動機の誘起電圧波形を検出し、該誘起電圧波形に基づく
   所定タイミングで取り込まれる界磁極位置より誘起電圧
   と前記第１の電流指令との位相差を求め、該位相差に基
   づき印加する電流位相を決定し、該電流位相を持つ第２
   の電流指令により前記同期電動機を制御することを特徴
   とする同期電動機の制御装置。
2. 【請求項２】 同期電動機の位置を検出する位置検出手
   段と、印加する電流の位相（ρ）の補正量（γ）を変化
   させて、印加する電流の大きさに関わらず発生電磁力が
   零になる電流位相補正量（δ0）を、発生電磁力の極性
   を加速度の極性より判定して求め、該電流位相補正量
   （δ0）を用いて発生電磁力が最大になる電流位相の補
   正量（δ1）を導出し、該電流位相の補正量（δ1）と前
   記位置検出手段で検出された仮の界磁極位置（θ）より
   印加する電流の位相（ρ1）を決定し、該電流の位相
   （ρ1）を持つ第１の電流指令により前記同期電動機を
   制御する制御手段と、を備えた同期電動機の制御装置に
   おいて、 前記制御手段から前記同期電動機への電流指令を、該制
   御手段の制御に基づく開閉制御により供給／遮断する開
   閉手段と、 前記同期電動機の誘起電圧波形を検出する電圧検出手段
   と、 前記電圧検出手段により検出された誘起電圧波形に基づ
   く所定タイミングで、前記位置検出手段で検出された界
   磁極位置を取り込む位置情報取込手段と、を有し、 前記制御手段は、前記第１の電流指令による制御の後、
   前記開閉手段を閉制御して、前記同期電動機が所定速度
   になった時点で前記開閉手段を開制御して、前記同期電
   動機の誘起電圧波形を検出し、該誘起電圧波形に基づく
   所定タイミングで取り込まれる界磁極位置より誘起電圧
   と前記第１の電流指令との位相差（δ2）を求め、該位
   相差（δ2）と前記仮補正量（γ）より最終的な電流位
   相補正量（γ＋δ2）を決定し、該電流位相補正量（γ
   ＋δ2）と前記仮の界磁極位置（θ）より印加する電流
   の位相（ρ2）を決定し、該電流の位相（ρ2）を持つ第
   ２の電流指令により前記同期電動機を制御することを特
   徴とする同期電動機の制御装置。
3. 【請求項３】 同期電動機の位置を検出する位置検出手
   段と、電流指令により前記同期電動機を制御する制御手
   段と、前記制御手段から前記同期電動機への電流指令
   を、該制御手段の制御に基づく開閉制御により供給／遮
   断する開閉手段と、前記同期電動機の誘起電圧波形を検
   出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出さ
   れた誘起電圧波形に基づく所定タイミングで、前記位置
   検出手段で検出された界磁極位置を取り込む位置情報取
   込手段と、を備えた同期電動機の制御装置の界磁極位置
   補正方法において、 所定の電流位相を持つ第１の電流指令により前記同期電
   動機を制御する第１ステップと、 前記第１の電流指令による制御の後、前記開閉手段を閉
   制御して、前記同期電動機が所定速度になった時点で前
   記開閉手段を開制御して、前記同期電動機の誘起電圧波
   形を検出し、該誘起電圧波形に基づく所定タイミングで
   取り込まれる界磁極位置より誘起電圧と前記第１の電流
   指令との位相差を求め、該位相差に基づき印加する電流
   位相を決定し、該電流位相を持つ第２の電流指令により
   前記同期電動機を制御する第２ステップと、を有するこ
   とを特徴とする同期電動機の制御装置の界磁極位置補正
   方法。
4. 【請求項４】 同期電動機の位置を検出する位置検出手
   段と、電流指令により前記同期電動機を制御する制御手
   段と、前記制御手段から前記同期電動機への電流指令
   を、該制御手段の制御に基づく開閉制御により供給／遮
   断する開閉手段と、前記同期電動機の誘起電圧波形を検
   出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出さ
   れた誘起電圧波形に基づく所定タイミングで、前記位置
   検出手段で検出された界磁極位置を取り込む位置情報取
   込手段と、を備えた同期電動機の制御装置の界磁極位置
   補正方法において、 印加する電流の位相（ρ）の補正量（γ）を変化させ
   て、印加する電流の大きさに関わらず発生電磁力が零に
   なる電流位相補正量（δ0）を、発生電磁力の極性を加
   速度の極性より判定して求め、該電流位相補正量（δ
   0）を用いて発生電磁力が最大になる電流位相の補正量
   （δ1）を導出し、該電流位相の補正量（δ1）と前記位
   置検出手段で検出された仮の界磁極位置（θ）より印加
   する電流の位相（ρ1）を決定し、該電流の位相（ρ1）
   を持つ第１の電流指令により前記同期電動機を制御する
   第１ステップと、 前記第１の電流指令による制御の後、前記開閉手段を閉
   制御して、前記同期電動機が所定速度になった時点で前
   記開閉手段を開制御して、前記同期電動機の誘起電圧波
   形を検出し、該誘起電圧波形に基づく所定タイミングで
   取り込まれる界磁極位置より誘起電圧と前記第１の電流
   指令との位相差（δ2）を求め、該位相差（δ2）と前記
   仮補正量（γ）より最終的な電流位相補正量（γ＋δ
   2）を決定し、該電流位相補正量（γ＋δ2）と前記仮の
   界磁極位置（θ）より印加する電流の位相（ρ2）を決
   定し、該電流の位相（ρ2）を持つ第２の電流指令によ
   り前記同期電動機を制御する第２ステップと、を有する
   ことを特徴とする同期電動機の制御装置の界磁極位置補
   正方法。
5. 【請求項５】 同期電動機の位置を検出する位置検出手
   段と、印加する電流の位相（ρ）の補正量（γ）を変化
   させて、印加する電流の大きさに関わらず発生電磁力が
   零になる電流位相補正量（δ0）を、発生電磁力の極性
   を加速度の極性より判定して求め、該電流位相補正量
   （δ0）を用いて発生電磁力が最大になる電流位相の補
   正量（δ1）を導出し、該電流位相の補正量（δ1）と前
   記位置検出手段で検出された仮の界磁極位置（θ）より
   印加する電流の位相（ρ1）を決定し、該電流の位相
   （ρ1）を持つ電流指令により前記同期電動機を制御す
   る制御手段と、を備えた同期電動機の制御装置におい
   て、 前記電流指令に基づく正方向および負方向の推力指令、
   速度指令または位置指令で前記同期電動機を駆動して、
   動作を確認する動作確認手段を有することを特徴とする
   同期電動機の制御装置。
6. 【請求項６】 前記動作確認手段は、 前記正方向の推力指令、速度指令または位置指令で前記
   同期電動機を駆動して、負方向に可動子が所定移動量以
   上動いた場合、または、正方向に前記可動子が一定時間
   内に所定移動量以上動かない場合には、前記電流の位相
   （ρ1）を決定する処理をやり直し、正方向に前記可動
   子が一定時間内に所定移動量以上動いた場合には、前記
   負方向の推力指令、速度指令または位置指令で前記同期
   電動機を駆動して、正方向に可動子が所定移動量以上動
   いた場合、または、負方向に前記可動子が一定時間内に
   所定移動量以上動かない場合には、前記電流の位相（ρ
   1）を決定する処理をやり直し、負方向に前記可動子が
   一定時間内に所定移動量以上動いた場合には、前記電流
   の位相（ρ1）を持つ電流指令により前記同期電動機を
   制御することを特徴とする請求項５に記載の同期電動機
   の制御装置。
7. 【請求項７】 同期電動機の位置を検出する位置検出手
   段と、電流指令により前記同期電動機を制御する制御手
   段と、を備えた同期電動機の制御装置の界磁極位置補正
   方法において、 印加する電流の位相（ρ）の補正量（γ）を変化させ
   て、印加する電流の大きさに関わらず発生電磁力が零に
   なる電流位相補正量（δ0）を、発生電磁力の極性を加
   速度の極性より判定して求め、該電流位相補正量（δ
   0）を用いて発生電磁力が最大になる電流位相の補正量
   （δ1）を導出し、該電流位相の補正量（δ1）と前記位
   置検出手段で検出された仮の界磁極位置（θ）より印加
   する電流の位相（ρ1）を決定し、該電流の位相（ρ1）
   を持つ電流指令により前記同期電動機を制御する界磁極
   位置補正ステップと、 前記電流指令に基づく正方向および負方向の推力指令、
   速度指令または位置指令で前記同期電動機を駆動して、
   動作を確認する動作確認ステップと、を有することを特
   徴とする同期電動機の制御装置の界磁極位置補正方法。
8. 【請求項８】 前記動作確認ステップは、 前記正方向の推力指令、速度指令または位置指令で前記
   同期電動機を駆動して、負方向に可動子が所定移動量以
   上動いた場合、または、正方向に前記可動子が一定時間
   内に所定移動量以上動かない場合には、前記界磁極位置
   補正ステップをやり直し、正方向に前記可動子が一定時
   間内に所定移動量以上動いた場合には、前記負方向の推
   力指令、速度指令または位置指令で前記同期電動機を駆
   動して、正方向に可動子が所定移動量以上動いた場合、
   または、負方向に前記可動子が一定時間内に所定移動量
   以上動かない場合には、前記界磁極位置補正ステップを
   やり直し、負方向に前記可動子が一定時間内に所定移動
   量以上動いた場合には、前記界磁極位置補正ステップの
   電流の位相（ρ1）を持つ電流指令により前記同期電動
   機を制御することを特徴とする請求項７に記載の同期電
   動機の制御装置の界磁極位置補正方法。